По следам бесконечности

— Насколько я понял, речь идет о возможности существования областей пространства или целых миров, существенно отличающихся друг от друга по своим геометрическим свойствам? — спросил я своего собеседника.

— Да. Тут могут быть самые удивительные неожиданности. В свое время я, например, высказал идею так называемой симметричной Вселенной. В такой Вселенной наряду с нашим «миром» — Метагалактикой — существует «антимир». Но не просто антимир из антивещества.

В этом антимире имеет место обращение пространства-времени: «правое» поменялось местами с «левым», другими словами — все положительные координаты стали отрицательными, а время течет вспять в сравнении с нашим временем. Теоретически возможна и еще более сложная картина совокупности различных «сопряженных миров».

Разумеется, над изучением геометрических свойств Вселенной трудятся не только Зельманов, не только Наап, но и многие другие современные исследователи — и советские, и зарубежные. И физики, и астрономы, и философы. Но именно А. Л. Зельманову удалось получить в последнее время наиболее впечатляющие новые результаты, а Г. И. Наан не может не привлекать внимания неизменной оригинальностью своих суждений, свежестью и остротой мысли.

— Пожалуй, самое интересное то, — снова заговорил Зельманов, — что нам никогда не удастся построить полную и завершенную теоретическую модель Вселенной, описывающую все детали происходящих в ней процессов.

— А, собственно говоря, почему? — возразил я. — Ведь если допустить, что Вселенная конечна в пространстве и в ней содержится конечное число частиц, почему в этом случае нельзя построить исчерпывающую модель?

— Прежде всего это абсолютно невыполнимо практически. Приведу один пример, который мне кажется знаменательным. Как вы знаете, химические свойства различных веществ мы выясняем в эксперименте. Но эти свойства зависят не только от молекул, но и от деталей их структуры, которые определяются законами квантовой механики. Так что в принципе есть возможность вычислить все химические свойства различных веществ, не прибегая к экспериментам, чисто теоретическим путем, исходя из квантовомеханических принципов.

— Почему же так и не поступают? С помощью электронно-вычислительных машин?

— Не так давно один зарубежный ученый решил испробовать эту возможность. Он выбрал очень простую молекулу и провел для нее соответствующие расчеты. Разумеется, они потребовали применения электронно-вычислительных машин. И, действительно, совпадение вычисленных химических свойств избранного вещества с его свойствами, известными из эксперимента, получилось поразительное. Тогда ученый взял другое вещество с несколько более сложной молекулой и попробовал проделать то же самое. Но тут обнаружилась совершенно потрясающая вещь. Оказалось, что из-за очень небольшого усложнения структуры молекулы объем необходимых вычислений вырос в невероятной степени, и работа оказалась практически совершенно невыполнимой. Даже с помощью всех существующих в мире электронно-вычислительных машин. А ведь речь шла о химических свойствах всего лишь одного довольно простого вещества.

— Значит, если даже будут открыты все основные физические принципы, вывести чисто теоретически все многообразие мира практически невозможно?

— Да, так обстоит дело. Кстати сказать, именно по этой причине наука никогда не откажется от эксперимента, эксперимент никогда не может быть полностью заменен никакой теорией. Уже хотя бы потому, что это невыполнимо практически. И еще: химия в принципе может быть выведена из физики, а биология — из химии и так далее… Но так как это невыполнимо, то каждая из перечисленных наук имеет право на самостоятельное существование.

В дверь стучат, и в номере появляются соседи по гостинице, тоже участники симпозиума — два молодых ленинградских философа Бранский и Кармин.

Разговор становится общим. Обсуждается все та же тема — будущая теория Вселенной. Но теперь наша беседа приобретает явно философский оттенок. Речь, в частности, заходит об эвристической роли философии.

— Эвристическая роль философии, — увлеченно говорит Кармин, — состоит не в формировании тех или иных физических принципов и решении конкретных физических задач, а в формировании фундаментальных исходных понятий новых фундаментальных теорий. Именно этим диалектический материализм отличается от натурфилософии.

— Но ведь могут же философские соображения служить критериями для выбора тех или иных направлений в физике и астрофизике? — замечаю я.

— Безусловно, да, — отзывается Бранский. — Но именно для выбора, а не для вывода. Нельзя из философских принципов логическим путем получать физические выводы. Между прочим, именно так понимал роль философии в физике Альберт Эйнштейн.

Они очень хорошо дополняют друг друга — эмоциональный Кармин и уравновешенный, рассудительный Бранский.

— Обычно при разработке новой теории имеется некоторое количество фактов, — добавляет Кармин, — на основе которых можно в принципе создать множество различных теорий. В конце концов какому из возможных вариантов отдать предпочтение — решается практикой. Но все же на первых порах ученый должен стать на какую-то точку зрения. И здесь обычно проявляется то, что называют интуицией исследователя. Если же разобраться глубже, то окажется, что в основе такой интуиции, как правило, лежат философские предпосылки.

— Практика обычно осуществляет отбор уже сформировавшихся теорий, но она не в силах помочь нам сделать выбор того или иного принципа из нескольких возможных. А без этого нельзя построить теорию, — заключает Бранский.

— Ну, а как, на ваш взгляд, — спрашиваю я, — способна ли философия заглядывать в будущее науки дальше, чем сами конкретные науки?

— Да, конечно, — убежденно говорит Бранский. — Так, например, согласно современной физической теории от распределения материи зависят метрические свойства пространства, но топология при этом одинакова. А с точки зрения философии возможно изменение также и топологических свойств. Это вытекает из последовательного проведения принципа изменчивости материи, изменчивости не только частных свойств, но и общих. Конечно, подобный прогноз не обязательно должен оказаться верным, но философия помогает его сделать.

— Физические соображения обычно накладывают более жесткие ограничения, — замечает Кармин. — С точки зрения философии картина получается более общей, а значит, появляется возможность и более далеких выводов. Кроме того, следует заметить, что философия более устойчива, чем конкретные научные теории, она медленнее меняет свой вид. Это объясняется тем, что философия является обобщением более высокого порядка. Вот почему философия способна как бы задавать схему познания.

Слушая их, я думаю о теоретиках — той особой категории исследователей природы, которые способны силой мысли и воображения строить модели явлений, известных и еще неизвестных.

У теоретиков (а космологи, как, впрочем, и философы, это и есть теоретики в самом чистом виде) — особая лаборатория. Нет в ней ни телескопов, ни радиотелескопов, ни ускорителей ядерных частиц, хотя, разумеется, и теоретики должны быть в курсе новейших наблюдений и экспериментов. Иначе не о чем будет теоретизировать. Но основной рабочий инструмент теоретика — вечная ручка и лист бумаги, а главное исследовательское оружие — размышления и… разговоры: споры, диспуты, обсуждения и просто обмен мнениями с другими исследователями при каждом удобном случае. И нередко именно в ходе таких бесед и рождаются новые оригинальные мысли, которые затем обрастают вычислениями и формулами, а иногда превращаются в новые гипотезы и теории.

И кто знает, может быть, те дискуссии и обсуждения, которые вели физики, астрофизики и философы тогда в Киеве, в зале заседаний симпозиума, и в перерывах, и в гостиничных номерах, и просто прохаживаясь по широкому солнечному Крещатику, может быть, они тоже послужат одним из толчков к разработке той теории Вселенной, которая уже стучится в двери и которую все мы ожидаем с волнением и нетерпением.